Cao su kỹ thuật - Ống cao su chịu áp lực

Ống cao su được làm từ cao su tổng hợp đặc biệt chịu được áp lực cao, truyền dẫn lưu chất áp suất cao hoặc khí nén.

Ống cao su chịu áp gia cường bằng vải bố

Ống nhựa PU bền dai chịu áp cao

(vtp-vlab-caosuviet)

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự oxy hóa vật liệu đàn hồi

Sự oxy hóa là nguyên nhân phổ biến gây hư hỏng cho vật liệu đàn hồi. Các yếu tố như nhiệt độ, ánh sáng và hàm lượng kim loại trong cao su tăng nhanh quá trình oxy hóa này. Nội dung này được trình bày cụ thể bên dưới.

…

EFFECTS OF HEAT

As noted, a small percent of oxygen, combined with an elastomer, can seriously degrade the physical properties of that elastomer. Heat can greatly increase the rate at which oxygen reacts with the polymer. The rate of reaction approximately doubles for each 10^oC increase in temperature. About a 50-fold increase in reaction rate occurs between room temperature and 70^oC. Another perspective would be that a change in physical properties, observed at a service temperature of 150^oC, would require about 8000 times longer for the same change to occur at ambient temperature [9].

EFFECTS OF LIGHT AND WEATHERING

UV light promotes free radical oxidation at the rubber surface which produces a film of oxidized rubber. Heat and humidity then accelerate the formation of a crazing or alligatoring effect, and this oxidized layer can be rubbed off—giving a chalking appearance.

EFFECTS OF METALS

Heavy metal (principally cobalt, copper, manganese, iron) ions are believed to catalyze oxidative reactions in elastomers by influencing the breakdown of peroxides in such a way as to accelerate further attack by oxygen. The first corrective approach is to eliminate all sources of harmful metals. Compounds of copper and manganese, such as stearates and oleates, which are directly soluble in rubber, are particularly active, since they provide a direct source of heavy metal ions. Even the less soluble forms such as the oxides can cause problems by reacting with fatty acids used in compounding to produce more soluble forms.

Although some antioxidants are active against catalyzed oxidation of rubber, in general, the standard antioxidants do not give protection against the heavy metal ions. Since the activity of the metal depends on its being in an ionic form, it is possible to protect compounds by incorporating substances which react with ionic metals to give stable coordination complexes.

…

Trích đăng từ sách Handbook of Specialty Elastomers, Robert C. Klingender, CRC Press, 2008, trang 435 – 436

(vtp-vlab-caosuviet)

Ron cao su chịu nhiệt

Cao su thiên nhiên rất dễ bị lão hóa bởi nhiệt độ cao, các ron cao su chịu nhiệt đều được làm từ các loại cao su tổng hợp đặc biệt.

Đệm cao su tổng hợp chịu nhiệt tốt

Ron silicone chịu nhiệt tốt
được dùng trong ngành thực phẩm

(vtp-vlab-caosuviet)

Selecting Injection Molds: Weighing Cost versus Productivity

Sách này của nhà xuất bản Hanser Gardner Publications, được viết bởi các tác giả Herbert Rees và Bruce Catoen. Sách được xuất bản vào năm 2006, dày 230 trang.

Trong quá trình đúc khuôn tiêm các sản phẩm nhựa, cao su, các khuôn đúc sản phẩm là thành phần không thể thiếu, chúng tương đối đắt tiền và ảnh hưởng đến chất lượng, năng suất và giá thành sản phẩm. Mỗi người thiết kế khuôn đều có phương pháp riêng nhưng việc thiết kế khuôn cho một sản phẩm cụ thể để đạt được chất lượng sản phẩm tốt nhất ở chi phí thấp nhất là rất khó khăn vì liên quan đến nhiều đặc điểm của khuôn như kích thước khuôn, số lỗ khuôn, rãnh rót, cổng, đường chạy và gờ chảy tràn.

Sách này được viết nhằm cung cấp cho người đọc chịu trách nhiệm thiết kế khuôn những thông tin hữu ích về việc xem xét hình dạng sản phẩm, năng suất sản xuất để thay đổi thiết kế khuôn hoặc thay đổi thiết kế sản phẩm thực tế, qua đó dễ dàng tạo được khuôn phù hợp nhất ở chí phí thấp nhất. Tác giả cũng giới thiệu một số ví dụ liên quan để thấy rằng một sự thay đổi nhỏ trong thiết kế khuôn có thể cải thiện đáng kể chi phí khuôn, chất lượng và năng suất của sản phẩm.

Contents

Chapter 1. Introduction and Planning

Chapter 2. The Plastic Product

Chapter 3. Cost Factors Affecting Productivity

Chapter 4. Mold Selection

Chapter 5. Mold Cost, Mold Price and Delivery

Chapter 6. Warranties, Patents, and Ethical Considerations

Sách này phù hợp cho người đọc thiết kế khuôn ép tiêm các sản phẩm nhựa, cao su, đặc biệt là những người chưa có kinh nghiệm làm việc.

Tham khảo tài liệu Selecting Injection Molds: Weighing Cost versus Productivity, Herbert Rees và Bruce Catoen, Hanser Gardner Publications, 2006

(vtp-vlab-caosuviet)

Con lăn PU | Con lăn bọc nhựa PU

Nhựa PU kháng mài mòn tốt, là chất liệu phù hợp để bọc các loại con lăn.

Sản phẩm con lăn bọc PU

Con lăn PU
tạo thêm sự lựa chọn cho người dùng

(vtp-vlab-caosuviet)

Sự oxy hóa vật liệu đàn hồi (phần 2)

Xem phần 1 tại đây

Một số yếu tố khác ảnh hưởng đến sự oxy hóa vật liệu đàn hồi như ánh sáng mặt trời, hàm lượng kim loại và hàm lượng lưu huỳnh trong cao su.

Ánh sáng UV thúc đẩy sự oxy hóa gốc tự do ở bề mặt cao su để tạo nên một lớp màng cao su oxy hóa. Sau đó, nhiệt và ẩm trong không khí tăng nhanh sự hình thành các vết rạn nứt. Vấn đề này nghiêm trọng hơn đối với các chi tiết mỏng vì ngoài tính thẩm mỹ, cơ tính của sản phẩm bị giảm sút nghiêm trọng.

Các ion kim loại nặng (chủ yếu cobalt, copper, manganese, iron) được cho là xúc tiến phản ứng oxy hóa vật liệu đàn hồi bằng cách thúc đẩy sự phân ly của peroxide để tăng nhanh sự tấn công bởi oxygen sau đó. Các muối của copper và manganese, như stearate và oleate, tan trực tiếp trong cao su; chúng rất hoạt động vì tạo ra nguồn trực tiếp của các ion kim loại nặng. Các dạng ít tan hơn (oxide) có thể phản ứng với acid béo trong thành phần phối trộn cao su để tạo thành dạng muối tan. Phương pháp xử lý là tránh dùng các kim loại nặng có hại hoặc dùng chất kết hợp phản ứng với các ion kim loại để tạo thành các phức chất ổn định, làm mất hoạt tính của ion kim loại.

Một yếu tố khác phải được xem xét đến là hàm lượng lưu huỳnh trong cao su, đặc biệt trong các ứng dụng mà chi tiết chịu sự uốn dẻo liên tục. Điều này là do vận tốc oxy hóa tỷ lệ với lượng lưu huỳnh kết hợp trong cao su, mức lưu huỳnh thấp hơn tạo nên tính kháng lão hóa tốt hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng những hệ lưu huỳnh thấp phải cẩn thận và linh hoạt. Trong trường hợp của cao su thiên nhiên, hệ kết mạng lưu huỳnh thấp tạo nên tính kháng mỏi kém; ngược lại, trong trường hợp của SBR, cao su thể hiện cả tính kháng lão hóa tốt và tính kháng mỏi tốt.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Specialty Elastomers, Robert C. Klingender, CRC Press, 2008, trang 436 - 437

(vtp-vlab-caosuviet)

Ảnh trừu tượng màng bơm cao su

Màng bơm cao su (da bơm cao su) được sử dụng trong bơm màng để vận chuyển chất lỏng độ nhớt cao.

Màng bơm cao su
phải kháng lưu chất cần bơm

Màng bơm cao su chịu mỏi tốt

(vtp-vlab-caosuviet)

Tính chất vật lý của vật liệu đàn hồi (phần 2)

Xem phần 1 tại đây

Một số tính chất quan trọng khác của vật liệu đàn hồi như sau.

Vật liệu đàn hồi có thể bị lão hóa (aging) bởi các tác nhân ánh sáng mặt trời, nhiệt, oxygen, ozone trong khí quyển. Trong quá trình lão hóa, cơ tính của vật liệu đàn hồi bị giảm sút do sự phát triển chuỗi và liên kết mạng (làm cho vật liệu cứng), hoặc bẻ gãy chuỗi (làm cho vật liệu mềm, có tính nhựa). Một số vật liệu đàn hồi sẽ lão hóa cứng, một số sẽ lão hóa mềm, hoặc quá trình làm cứng ban đầu, sau đó là quá trình làm mềm.

Độ cứng (hardness) của vật liệu đàn hồi, được đo như tính kháng tương đối của bề mặt vật liệu đàn hồi với sự lõm vào của dụng cụ đo độ cứng. Điểm tạo vết lõm nhô khỏi đáy phẳng dụng cụ đo và được giữ bằng một lò xo. Khi ấn xuống mẫu, điểm tạo vết lõm được đẩy ngược lại, đè vào lò xo, chuyển động này được chuyển đổi thông qua cơ cấu bánh răng thành chuyển động của kim đo dụng cụ đo độ cứng. Các sản phẩm cao su như vòng đệm, đế giày, lốp xe, ống cao su, dây đai đều có khoảng giá trị độ cứng nhất định.

Biến dạng dư sau nén (compression set) là sự biến dạng vĩnh viễn của vật liệu đàn hồi được duy trì sau khi lực nén được loại bỏ. Khả năng biến dạng dư sau nén tăng khi tăng nhiệt độ, lực nén và thời gian tác dụng lực. Mỗi loại vật liệu đàn hồi có tính kháng khác nhau với sự biến dạng dư sau nén.

Tham khảo từ tài liệu Mechanical and Corrosion-Resistant Properties of Plastics and Elastomers, Philip A. Schweitzer, CRC Press, 2000, trang 266 - 267

(vtp-vlab-caosuviet)

Gioăng cao su chịu nhiệt

Gioăng cao su tổng hợp chịu nhiệt được dùng trong các ứng dụng làm kín ở nhiệt độ cao trong lò nung, lò sấy.

Vòng đệm cao su tổng hợp chịu nhiệt tốt

Gioăng đệm cao su làm kín chịu nhiệt

(vtp-vlab-caosuviet)

The Mixing of Rubber

Sách này của nhà xuất bản Springer, được viết bởi tác giả Richard F. Grossman. Sách được xuất bản vào năm 1997, dày 242 trang.

Để tạo được một sản phẩm cao su kỹ thuật tốt, ngoài việc lựa chọn loại cao su, các hóa chất và phương pháp sản xuất phù hợp, quá trình cán luyện, phối trộn các thành phần cũng đóng một vai trò quan trọng. Theo thời gian, yêu cầu cho các sản phẩm cao su kỹ thuật càng cao nên việc hiểu rõ quy trình cán luyện, hoạt động của các máy móc liên quan là cần thiết, giúp cải thiện quy trình cán luyện và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Sách này là quyển sách đầu tiên viết tổng quát về quá trình phối trộn cao su. Sách giới thiệu các loại máy móc cán luyện, hoạt động và bảo trì, phương pháp cán luyện, kiểm soát chất lượng và những lời khuyên khi cán luyện các hỗn hợp cao su riêng biệt.

Contents

Chapter 1. Mixing Machinery for Rubber

Chapter 2. Mixing Cycles and Procedures

Chapter 3. Mill Mixing

Chapter 4. Quality Control and the Mixing Process

Chapter 5. Statistical Process Control for Industrial Mixing

Chapter 6. Additives that Affect Mixing

Chapter 7. Operation and Maintenance of Mixing Equipment

Chapter 8. Mixing Procedures for Specific Compounds

Chapter 9. Mixing Wire and Cable Compounds

Chapter 10. Mixing Ethylene-Propylene Diene Rubber

Chapter 11. Mixing of Tire Compounds

Chapter 12. Mixing Fluoroelastomer (FKM) Compounds

Chapter 13. Continuous Mixing

Chapter 14. Evaluating the Performance of Internal Mixers

Sách được viết trên cơ sở người đọc không có kiến thức trước về phối trộn cao su, nội dung của sách được trình bày đơn giản, rõ ràng, phù hợp với nhiều người đọc.

Tham khảo tài liệu The Mixing of Rubber, Richard F. Grossman, Springer, 1997

(vtp-vlab-caosuviet)

Sản phẩm phốt cao su thủy lực

Phốt cao su thủy lực phải có tính kháng mài mòn tốt và không bị trương nở trong dầu bôi trơn.

Phốt cao su tổng hợp kháng dầu tốt

Tính kháng mài mòn của phốt cao su rất tốt

(vtp-vlab-caosuviet)

Bánh răng cao su cứng

Bánh răng cao su được sản xuất, phục hồi tương đối dễ dàng, có thể được dùng trong các ứng dụng chịu tải không quá cao.

Bánh răng cao su cứng chịu tải tốt

Phục hồi bánh răng cao su cũ

(vtp-vlab-caosuviet)

Chất chống chuyển hóa ngược

Trong quá trình lưu hóa cao su ở nhiệt độ cao, ngoài sự hình thành các liên kết mạng còn diễn ra sự chuyển hóa ngược, bẻ gãy các liên kết mạng lưu huỳnh, làm giảm sút tính chất cơ lý của cao su lưu hóa, đặc biệt là các sản phẩm lớn, lưu hóa trong thời gian dài. Một số phụ gia được sử dụng để chống lại sự chuyển hóa ngược này.

Hỗn hợp muối kẽm của carboxylic acid no và thơm có thể kháng sự chuyển hóa ngược bằng cách thúc đẩy sự hình thành các liên kết mạng monosulphide (một nguyên tử lưu huỳnh). Điều này là do sự hòa tan của nó trong mạng lưới cao su đều và tốt hơn so với muối kẽm của stearic acid. Các chất dẫn xuất thiophosphoryl như ZBPD tạo nên sự cải thiện trong tính kháng chuyển hóa ngược khi được thêm vào hệ kết mạng sulphenamide, cũng là do sự hình thành mạng lưới kết mạng chứa một phần cao hơn các liên kết mạng monosulphide. Trong khi đó, Perkalink 900, 1,3-bis(citraconimidomethyl)benzene, hoạt động theo cơ chế bù liên kết mạng. Nó bù cho sự mất đi của các liên kết mạng polysulphide trong quá trình chuyển hóa ngược thành các liên kết mạng có cấu trúc carbon-carbon.

Một số hóa chất còn có các tác động khác. Duralink HTS (hexamethylene-1,6-bis thiosulphate disodium dihydrate) hình thành các liên kết mạng hỗn hợp gồm các gốc hexamethylene và sulphide trong quá trình lưu hóa. Sự xuất hiện của những liên kết mạng này tăng tính kháng chuyển hóa ngược của mạng lưới và duy trì tính kháng uốn dẻo/mỏi tốt. Chất xúc tiến sulphenimide thương mại, TBSI, tạo nên sự trễ lưu hóa sớm cùng với vận tốc kết mạng chậm.

Tham khảo từ tài liệu Rubber Technologist’s Handbook, Sadhan K. De và Jim R. White, Smithers Rapra Technology, 2001, trang 193 – 197

(vtp-vlab-caosuviet)

Sản phẩm đệm cao su giảm chấn động, chống rung

Đệm cao su giảm chấn hấp thu các rung động của máy móc hoạt động, giúp kéo dài tuổi thọ của máy, không ảnh hưởng đến các thiết bị khác.

Đế cao su giảm chấn động

Đệm giảm chấn giúp kéo dài tuổi thọ của máy

(vtp-vlab-caosuviet)

Quá trình oxy hóa vật liệu đàn hồi

Cũng giống như hầu hết vật liệu khác, vật liệu đàn hồi cũng bị oxy hóa bởi oxy trong không khí, gây ra hư hỏng. Mức độ oxy hóa phụ thuộc vào loại polymer và môi trường tiếp xúc. Quá trình oxy hóa cao su xảy ra theo hai cơ chế khác nhau, quyết định tính chất của sản phẩm cao su bị oxy hóa khác nhau. Nội dung này sẽ được trình bày cụ thể bên dưới.

…

Elastomers, like most organic materials, are subject to atmospheric oxidation, even at moderate temperatures. The ease of susceptibility to degradation depends, to a large degree, upon structure and environmental exposure. For example, saturated polymers are inherently more stable than unsaturated polymers because of their stronger bonds, or lack of double bonds in their backbone. Therefore, it would hold that EPDM and butyl rubber would be more stable than SBR or NR against oxidative degradation.

Oxidation is a complex process involving many reactions, each influenced by prevailing conditions such as:

1. Singlet oxygen

2. Ozone

3. Mechanical shear

4. Heat

5. Light

6. Metals

7. Fatigue

Most elastomers are subject to oxidation and it is known that the addition of only 1%–2% combined oxygen will render a rubber article useless.

Oxidation proceeds by two mechanisms:

1. Chain scission: Results from the attack of the polymer backbone which causes softening and weakness. It is the primary mechanism observed for natural rubber and butyl oxidation.

2. Cross-linking: Brittle compounds result because of radical cross-linking reactions, resulting in the formation of new cross-links and a stiffer material. This reaction occurs predominantly with SBR, polychloroprene, NBR, and EPDM.

In most cases, both types of attack occur and the one which prevails determines the final compound properties. It has been found that loss of elongation is the most sensitive criterion for aging measurements regardless of the mechanism, and it is favored over the measurement of tensile loss.

…

Trích đăng từ sách Handbook of Specialty Elastomers, Robert C. Klingender, CRC Press, 2008, trang 434 – 435

(vtp-vlab-caosuviet)

Ron cao su chịu dầu

Hình ảnh sản phẩm ron cao su tổng hợp chịu dầu tốt, không bị trương nở trong dầu.

Ron cao su nitrile kháng dầu tốt

Vòng đệm cao su tổng hợp chịu dầu

(vtp-vlab-caosuviet)

Elastomere Friction: Theory, Experiment and Simulation

Sách này của nhà xuất bản Springer, được viết bởi các tác giả Dieter Besdo, Bodo Heimann, Manfred Klüppel, Matthias Kröger, Peter Wriggers, Udo Nackenhorst. Sách được xuất bản vào năm 2010, dày 249 trang.

Hiểu rõ và dự đoán sự mài mòn vật liệu đàn hồi là rất quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm cao su chịu mài mòn như lốp xe, đệm cao su làm kín. Một trong những phương pháp hiệu quả dự đoán sự tương tác của vật liệu đàn hồi với bề mặt vật liệu thô là thông qua mô phỏng lý thuyết, thử nghiệm, kiểm tra và hiệu chỉnh lại sự mô phỏng.

Sách này gồm nhiều phần được viết bởi các tác giả khác nhau trong từng lĩnh vực nhằm mô tả sự mô phỏng quá trình ma sát, mài mòn của vật liệu đàn hồi trong các trường hợp khác nhau như vật liệu đàn hồi độn silica chịu mài mòn khô và ướt, sự mài mòn bên trong vật liệu đàn hồi, ảnh hưởng của nhiệt lên sự ma sát và mài mòn, sự ma sát cao su ướt ở tốc độ thấp, …

Contents

1. Modelling of Dry and Wet Friction of Silica Filled Elastomers on Self-Affine Road Surfaces

2. Micromechanics of Internal Friction of Filler Reinforced Elastomers

3. Multi-scale Approach for Frictional Contact of Elastomers on Rough Rigid Surfaces

4. Thermal Effects and Dissipation in a Model of Rubber Phenomenology

5. Finite Element Techniques for Rolling Rubber Wheels

6. Simulation and Experimental Investigations of the Dynamic Interaction between Tyre Tread Block and Road

7. Micro Texture Characterization and Prognosis of the Maximum Traction between Grosch Wheel and Asphalt Surfaces under Wet Conditions

8. Experimental and Theoretical Investigations on the Dynamic Contact Behavior of Rolling Rubber Wheels

Tham khảo tài liệu Elastomere Friction: Theory, Experiment and Simulation, Dieter Besdo, Bodo Heimann, Manfred Klüppel, Matthias Kröger, Peter Wriggers, Udo Nackenhorst, Springer, 2010

(vtp-vlab-caosuviet)

Giảm sự biến dạng dư của sản phẩm cao su (phần 2)

Xem phần 1 tại đây

Lựa chọn hệ kết mạng sử dụng sẽ ảnh hưởng đến loại liên kết mạng hình thành, mật độ liên kết mạng, từ đó ảnh hưởng đến sự biến dạng dư của sản phẩm cao su.

Nhìn chung, đối với các vật liệu đàn hồi diene, sử dụng các chất cho lưu huỳnh (như TMTD hoặc DTDM) để thay thế một phần hoặc thay thế toàn bộ lưu huỳnh tự do hoặc tăng tỷ lệ của chất xúc tiến trên lưu huỳnh để giảm biến dạng dư sau nén. Các hệ kết mạng dùng các chất xúc tiến cực mạnh như thiurams và dithiocarbamates có khuynh hướng tạo các liên kết mạng monosulfide nhiều hơn so với các chất xúc tiến thiazole hoặc amine, do đó sẽ tạo nên tính kháng biến dạng dư sau nén cho cao su lưu hóa tốt hơn. Xem xét dùng chất kết mạng peroxide để tạo các liên kết mạng carbon-carbon giúp tránh sự biến dạng dư. Ví dụ, sử dụng peroxide kết mạng EPDM sẽ cải thiện tính kháng biến dạng dư sau nén.

Trạng thái kết mạng chặt hơn cũng làm giảm sự biến dạng dư sau nén của sản phẩm cao su. Trạng thái này đạt được bằng cách kéo dài thời gian kết mạng, tăng nhiệt độ kết mạng và thay đổi hệ kết mạng.

Đối với kết mạng peroxide, sử dụng chất kết hợp để thêm vào sự không bão hòa cho hệ, dẫn đến mật độ kết mạng cao hơn so với trường hợp không dùng chất kết hợp. Điều này là do kết mạng một gốc tự do ở vị trí không bão hòa dễ dàng hơn việc tách hydrogen từ một mạch chính bão hòa. Việc sử dụng chất kết hợp dẫn đến phát triển nhiều loại mạng lưới kết mạng khác nhau, tính kháng biến dạng dư sau nén được cải thiện.

Tham khảo từ tài liệu How to Improve Rubber Compounds: 1500 Experimental Ideas for Problem Solving, John S. Dick, Hanser Publications, 2004, trang 55 – 58

(vtp-vlab-caosuviet)

Con lăn bọc cao su | Băng tải con lăn

Băng tải con lăn, giàn con lăn cao su được dùng để vận chuyển nguyên liệu, bán thành phẩm, sản phẩm giúp giảm nhân công và tiếng ồn.

Con lăn bọc cao su chịu mài mòn tốt

Con lăn cao su | Ru lô cao su băng tải

(vtp-vlab-caosuviet)

Sự oxy hóa vật liệu đàn hồi (phần 1)

Vật liệu đàn hồi, giống như hầu hết các vật liệu khác, chịu sự oxy hóa của không khí, thậm chí ở nhiệt độ trung bình. Mức độ oxy hóa phụ thuộc lớn vào môi trường tiếp xúc (ozone, sự trượt cơ học, nhiệt, ánh sáng) và cấu trúc của polymer. Ví dụ, polymer bão hòa ổn định hơn polymer không bão hòa vì không có liên kết đôi trong mạch chính, cao su EPDM và cao su butyl ổn định oxy hóa hơn SBR hoặc NR.

Sự oxy hóa xảy ra theo hai cơ chế: cắt đứt chuỗi hoặc kết mạng. Trong cơ chế cắt đứt chuỗi, tác nhân oxy hóa tấn công vào mạch chính polymer, cắt đứt mạch polymer, làm vật liệu mềm và yếu đi. Đây là cơ chế chính cho quá trình oxy hóa cao su thiên nhiên và cao su butyl. Trong cơ chế kết mạng, các liên kết mạng mới được hình thành trong vật liệu đàn hồi, và vật liệu sẽ cứng và giòn hơn. Cơ chế này xảy ra chủ yếu với SBR, polychloroprene, NBR và EPDM. Trong hầu hết các quá trình oxy hóa, cả hai cơ chế cùng xảy ra và cơ chế chiếm ưu thế sẽ quyết định độ cứng của cao su. Trong khi đó, độ giãn dài của cao su bị oxy hóa luôn giảm không phụ thuộc vào loại cơ chế xảy ra, được dùng làm thước đo để xác định mức oxy hóa của vật liệu.

Các yếu tố khác của môi trường cũng ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa cao su. Nhiệt làm tăng nhanh sự oxy hóa. Trong quá trình oxy hóa cao su thiên nhiên trong không khí trơ, ở 60^oC yêu cầu 1.2% oxygen kết hợp để giảm một nửa độ bền kéo của cao su thiên nhiên kết mạng truyền thống. Tuy nhiên, ở 110^oC chỉ 0.65% oxygen được yêu cầu. Nhiệt độ tăng làm tăng đáng kể vận tốc phản ứng của oxygen với polymer. Vận tốc phản ứng tăng xấp xỉ gấp đôi khi nhiệt độ tăng 10^oC.

Tham khảo từ tài liệu Handbook of Specialty Elastomers, Robert C. Klingender, CRC Press, 2008, trang 434 - 435

(vtp-vlab-caosuviet)

Bọc bánh xe cao su, bánh xe nhựa, bánh xe PU

Bánh xe cao su, bánh xe nhựa được sử dụng phổ biến trong các xe nâng tay, xe đẩy hàng.

Bánh xe cũ được yêu cầu phục hồi

Bọc mới bánh xe cao su | bánh xe PU

(vtp-vlab-caosuviet)

Tính chất vật lý của vật liệu đàn hồi (phần 1)

So với kim loại, tính chất vật lý của vật liệu đàn hồi thể hiện theo một cách hoàn toàn khác. Do đó, các thuật ngữ kỹ thuật dùng trong kim loại có thể có ý nghĩa khác khi được áp dụng cho vật liệu đàn hồi. Một số thuật ngữ thường dùng được diễn giải dưới đây, giúp hiểu chính xác hơn ý nghĩa của chúng.

Trong vật liệu đàn hồi, độ bền kéo (tensile strength) được tính là lực trên một đơn vị mặt cắt ngang ban đầu trong quá trình kéo giãn tới điểm gãy. Giá trị độ bền kéo này không thực tế vì sản phẩm đàn hồi ít khi được kéo giãn tới giá trị này. Tuy nhiên, giá trị độ bền kéo giúp đánh giá chung tính chất cơ lý của vật liệu đàn hồi. Đó là do các tính chất khác như tính kháng mài mòn, xé, tính tưng nảy, phục hồi ứng suất, dão, mỏi do uốn dẻo, tính kháng ozone, … hầu như được cải thiện khi độ bền kéo tăng. Do đó, giá trị này thường được xác định trước và sau thí nghiệm lão hóa để xác định tính kháng của vật liệu đàn hồi với các yếu tố như ánh sáng mặt trời, thời tiết, ozone, oxygen, nhiệt và hóa chất. Độ giãn dài cuối cùng (ultimate elongation) là sự kéo giãn tối đa của cao su tại điểm gãy và được thể hiện như phần trăm so với khoảng cách giữa các điểm mốc ban đầu.

Ngoài ra, cao su còn có tính chất nhớt – đàn hồi. Tính chất này làm cho vật liệu đàn hồi biến dạng vĩnh viễn (permanent set) sau một khoảng thời gian chịu ứng suất cho trước. Điều này là do sự trễ đàn hồi (hysteresis), một phần năng lượng cơ học được tích trữ trong vật liệu bị mất mát trong chu kỳ chịu tải. Năng lượng cơ học mất mát này được chuyển hóa thành nhiệt, làm nóng vật liệu đàn hồi đến nhiệt độ gây hư hỏng sản phẩm. Nhiệt độ tăng lên trong sản phẩm do sự trễ đàn hồi được thể hiện bằng thuật ngữ tích trữ nhiệt (heat buildup). Do đó, các ứng dụng chuyển động liên tục tránh dùng các loại cao su có sự trễ đàn hồi cao.

Tham khảo từ tài liệu Mechanical and Corrosion-Resistant Properties of Plastics and Elastomers, Philip A. Schweitzer, CRC Press, 2000, trang 264 - 266

(vtp-vlab-caosuviet)

Phễu hút chân không, núm hút chân không

Phễu hút chân không được làm từ cao su có độ bền, dẻo dai tốt giúp bám chặt vào các bề mặt phẳng như mặt kính.

Núm hút chân không hút giấy

Phễu hút cao su | Phễu hút chân không

(vtp-vlab-caosuviet)

Design and Applications of Hydrophilic Polyurethanes

Sách này của nhà xuất bản CRC Press, được viết bởi tác giả Timothy Thomson. Sách được xuất bản vào năm 2000, dày 160 trang.

Vật liệu PU tuy mới xuất hiện gần đây nhưng đã phát triển rất nhanh, chia thành nhiều loại khác nhau như vật liệu đàn hồi PU, bọt PU, PU nhiệt dẻo, màng PU và được sử dụng linh hoạt trong nhiều ứng dụng. Trong đó có loại PU ưa nước (hydrophilic polyurethanes) tương thích với các môi trường nước, được dùng làm các sản phẩm chăm sóc sức khỏe, mỹ phẩm, y khoa.

Sách này giới thiệu chung về vật liệu PU ưa nước từ thành phần hóa học, phát triển sản phẩm, quy trình sản xuất tới đánh giá về chất lượng sản phẩm, tính kinh tế. Ngoài ra, sách còn giới thiệu và phân tích các sản phẩm thương mại dùng PU ưa nước đáp ứng những yêu cầu ứng dụng cụ thể.

Contents

Chapter 1. The Chemistry of Hydrophilic Polyurethanes

Chapter 2. Case Studies

Chapter 3. Product Development

Chapter 4. Process Development

Chapter 5. Economics

Chapter 6. Analysis of Hydrophilic Polyurethane Foams

Chapter 7. Quality Systems Regulations

Nội dung của sách hữu ích cho người đọc hoạt động nghiên cứu, phát triển và ứng dụng polymer, vật liệu sinh học và các vật liệu khác có liên quan tới vật liệu PU ưa nước.

Tham khảo tài liệu Design and Applications of Hydrophilic Polyurethanes, Timothy Thomson, CRC Press, 2000

(vtp-vlab-caosuviet)

Gioăng cao su chịu nhiệt

Hình ảnh sản phẩm gioăng đệm cao su được dùng trong các ứng dụng nhiệt độ cao.

Gioăng đệm cao su chịu nhiệt

Ron cao su tổng hợp chịu nhiệt

(vtp-vlab-caosuviet)

Giảm sự biến dạng dư của sản phẩm cao su (phần 1)

Trong một số ứng dụng thực tế, các sản phẩm cao su được yêu cầu giữ nguyên hình dạng, kích thước ban đầu sau khi chịu nén hoặc kéo. Tuy nhiên, các sản phẩm cao su thường biến dạng dư sau khi chịu ngoại lực tác dụng. Những hướng dẫn chung sau đây sẽ giúp giảm sự biến dạng dư của sản phẩm cao su.

Đầu tiên, sử dụng cao su nền có khối lượng phân tử trung bình cao để giảm biến dạng dư sau nén, như chọn loại cao su nitrile có độ nhớt Mooney cao. Đối với cao su neoprene, loại W tạo nên tính biến dạng dư sau nén ít hơn loại G. Các hệ kết mạng thioureas, Vanax PML®, Vulcacit CRV® tạo nên biến dạng dư thấp khi dùng cho cao su CR. Đối với cao su EPDM, tránh chọn loại EPDM có khả năng kết tinh cao. Ngoài ra đối với cao su NBR, nên chọn loại NBR nhũ tương có nhiều chuỗi nhánh, có hàm lượng ACN thấp.

Đối với polyurethane đổ khuôn, sự biến dạng dư sau nén có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ lệ chất kết mạng/prepolymer. Lượng chất kết mạng cần để phản ứng với tất cả nhóm isocyanate trên prepolymer được xem như 100% lý thuyết. Khi lượng chất kết mạng được dùng ít hơn một ít, 95% lý thuyết, có thể giảm sự biến dạng dư sau nén. Ngoài ra, nên dùng polyurethane từ prepolymer TDI với chất kết mạng amine sẽ cải thiện tính kháng biến dạng dư sau nén so với polyurethane loại MDI được kết mạng diol. Một điều quan trọng khác là phải tuân thủ nghiêm ngặt những đề nghị từ nhà sản xuất liên quan đến thời gian và nhiệt độ cho quá trình kết mạng và post-cure, không được bỏ qua quá trình post-cure.

Tham khảo từ tài liệu How to Improve Rubber Compounds: 1500 Experimental Ideas for Problem Solving, John S. Dick, Hanser Publications, 2004, trang 58 – 62

(vtp-vlab-caosuviet)

Sản phẩm bánh răng cao su

Sản xuất hoặc phục hồi nhanh các loại bánh răng cao su có hình dạng, kích thước khác nhau dùng trong các máy móc công nghiệp.

Bánh răng cao su có độ cứng cao

Sản xuất bánh răng cao su theo yêu cầu

(vtp-vlab-caosuviet)

Chất làm chậm sự lưu hóa sớm

Chất làm chậm và ức chế sự lưu hóa sớm được sử dụng trong các hỗn hợp cao su để tăng an toàn gia công, đặc biệt cho các chi tiết lớn, phức tạp cần thời gian để điền đầy khuôn. Các chất làm chậm giúp tăng thời gian lưu hóa sớm, đôi khi cũng có tác dụng phụ không mong muốn là làm chậm vận tốc lưu hóa.

Có nhiều loại chất làm chậm lưu hóa sớm khác nhau. Trong đó, có nhóm các chất có tính acid, như benzoic acid, salicylic acid và phthalic anhydride. Chúng kéo dài thời gian lưu hóa sớm trong các hỗn hợp được xúc tiến thiazole nhưng tác động của chúng trong các nguyên liệu được xúc tiến sulphenamide là kém.

Chất làm chậm lưu hóa sớm hiệu quả nhất là N-(cyclohexylthio)phthalimide (CTP), còn được gọi là chất ức chế tiền lưu hóa (PVI). Ưu điểm của nó là hiệu quả với nhiều loại polymer, chất xúc tiến (sulphenamide, thiazole) và các thành phần phối trộn khác, không ảnh hưởng đến tính chất của cao su lưu hóa, không gây mất màu hoặc tạo lỗ xốp. Ngoài ra, tác động của nó tuyến tính với lượng dùng nên cho phép xác định dễ dàng lượng dùng cần thiết để tạo nên mức kháng lưu hóa sớm nhất định. Trong hầu hết các ứng dụng, mức 0.1–0.3 phr thường được sử dụng, chú ý rằng chỉ cần thêm 0.1 phr sẽ tạo nên sự cải thiện đáng kể tính kháng lưu hóa sớm. Hơn nữa, việc thêm PVI cho phép lưu hóa cao su ở nhiệt độ cao, giúp tăng năng suất sản xuất. Tuy nhiên, PVI không hiệu quả trong các nguyên liệu được xúc tiến thiuram và các hệ kết mạng oxyt kim loại.

Tham khảo từ tài liệu Rubber Technologist’s Handbook, Sadhan K. De và Jim R. White, Smithers Rapra Technology, 2001, trang 184 – 185

(vtp-vlab-caosuviet)

Trục nhựa polyurethane | Trục PU

Chất liệu PU bền dai, bền kéo xé tốt, được dùng bọc trục cao su, tạo thêm nhiều sự lựa chọn cho người dùng.

Sản phẩm trục bọc nhựa PU | trục PU

Trục PU được sử dụng ngày càng phổ biến

(vtp-vlab-caosuviet)